Budowa suwnicy - z czego składa się suwnica?
Konstrukcja nośna suwnicy - most, dźwigary i czołownice
Głównym elementem konstrukcji jest most, rozpięty nad obsługiwaną nawą. Tworzą go dźwigary - jeden w suwnicy jednodźwigarowej, dwa w dwudźwigarowej. Przy małych udźwigach i rozpiętościach dźwigar wykonuje się z walcowanego dwuteownika. W większych urządzeniach stosuje się dźwigar skrzynkowy, spawany z blach, który przy tej samej masie przenosi większe obciążenia i mniej się ugina. Starsze suwnice miały dźwigary kratownicowe - spotykamy je dziś głównie przy modernizacjach urządzeń sprzed kilkudziesięciu lat.
Na pasach dźwigara znajduje się tor jazdy wózka: dolna półka dwuteownika w suwnicach jednodźwigarowych albo szyny przyspawane do górnych pasów w dwudźwigarowych. Elementy suwnicy przenoszące obciążenie wykonuje się najczęściej ze stali konstrukcyjnej S235 lub S355, a spoiny dźwigarów skrzynkowych sprawdza się badaniami nieniszczącymi. Strzałka ugięcia dźwigara pod obciążeniem nominalnym jest ograniczona już na etapie projektu, bo zbyt wiotki most utrudnia precyzyjne pozycjonowanie ładunku. W dwudźwigarowej konstrukcji wzdłuż jednego z dźwigarów biegnie zwykle pomost obsługowy z barierką, z którego serwisant ma dostęp do wózka i szaf elektrycznych.
Czołownice i koła jezdne - jak suwnica jeździ po torze?
Czołownice to dwie poprzeczne belki na końcach mostu, połączone z dźwigarami śrubowo przez płyty czołowe. Łączą most w sztywną ramę i przenoszą obciążenie na koła jezdne. W każdej czołownicy osadzone są zwykle dwa koła: jedno napędzane motoreduktorem, drugie toczne. Koła mają obrzeża, które utrzymują suwnicę na szynie, a przy dużych rozpiętościach stosuje się boczne rolki prowadzące, odciążające obrzeża.
Pod suwnicą znajduje się torowisko, czyli szyna jezdna ułożona na belkach podsuwnicowych. Formalnie nie jest częścią suwnicy, ale bez niego urządzenie nie pracuje poprawnie. Norma ISO 12488-1 określa dopuszczalne odchyłki rozstawu, prostoliniowości i wysokości szyn. Gdy tor wychodzi poza te tolerancje, suwnica ustawia się ukośnie, obrzeża kół trą o szynę, a napędy jazdy pracują pod zwiększonym obciążeniem.
Wciągnik, wciągarka i wózek - jak suwnica podnosi ładunek?
Mechanizm podnoszenia jest zamontowany na wózku, który jeździ wzdłuż mostu. W suwnicach jednodźwigarowych stosuje się najczęściej wciągnik – zwarte urządzenie, w którym silnik, przekładnia, bęben i hamulec tworzą jeden zespół. W dwudźwigarowych pojawia się też wciągarka: podzespoły rozmieszczone na ramie wózka, łatwiej dostępne przy serwisie i stosowane przy większych udźwigach lub dwóch hakach.
W typowym mechanizmie podnoszenia linowego silnik z przekładnią napędza bęben z rowkami, na który nawija się lina stalowa. Lina przechodzi przez krążki i tworzy kilka pasm, które rozkładają ciężar, a na jej końcu wisi zblocze hakowe z hakiem i zapadką zabezpieczającą gardziel. Całość uzupełnia hamulec elektromagnetyczny, który zaciska się sprężyną po zaniku zasilania - dzięki temu ładunek nie opadnie nawet przy awarii sieci.
Liczba pasm liny wpływa na udźwig i prędkość. Przy czterech pasmach każde przenosi mniej więcej jedną czwartą ciężaru, ale hak porusza się czterokrotnie wolniej niż lina na bębnie. Przy mniejszych udźwigach zamiast liny stosuje się łańcuch - wciągnik łańcuchowy jest tańszy i lżejszy, lecz ma mniejszą wysokość podnoszenia i prędkość.
Położenie wózka względem dźwigara wpływa na wysokość podnoszenia. W suwnicy jednodźwigarowej wózek z wciągnikiem jeździ zwykle po dolnej półce dźwigara, więc hak znajduje się pod belką. Wersja niskiej zabudowy przesuwa wciągnik na bok dźwigara i zyskuje kilkadziesiąt centymetrów, co w niskich halach decyduje o wyborze. W suwnicy dwudźwigarowej wózek jedzie po szynach na górze dźwigarów, a zblocze może wjechać między nie - to daje największą wysokość haka przy danej wysokości hali.
Wózek z mechanizmem jazdy porusza się w poprzek hali. Razem z jazdą suwnicy wzdłuż toru i podnoszeniem daje to trzy niezależne ruchy, którymi operator ustawia ładunek w dowolnym punkcie obsługiwanego pola.
Zasilanie i sterowanie suwnicy - od łącznika do pilota radiowego
Wyposażenie elektryczne zaczyna się od łącznika suwnicy, czyli głównego wyłącznika odcinającego zasilanie wszystkich mechanizmów. Prąd trafia na most przez linię zasilającą biegnącą wzdłuż toru, a na wózek – przez osobny układ wzdłuż dźwigara. Dostępne są trzy podstawowe rozwiązania, opisane w tabeli:
| Rozwiązanie | Gdzie się sprawdza | Ograniczenia |
| Szynoprzewód z odbierakami prądu | zasilanie mostu wzdłuż hali, długie tory | wymaga dokładnego montażu i okresowej kontroli odbieraków |
| Firanka kablowa | zasilanie wózka wzdłuż dźwigara | zajmuje miejsce pod dźwigarem, przewody zużywają się przy zginaniu |
| Bęben kablowy (silnikowy lub sprężynowy) | suwnice bramowe, praca na zewnątrz | ograniczona długość przewodu, większa masa |
Dawniej stosowano odkryte troleje z miedzianymi przewodami. Dzisiejsze systemy zasilania suwnic opierają się na osłoniętych szynoprzewodach, które chronią przed porażeniem i lepiej znoszą zapylenie.
Na moście lub wózku montuje się szafę sterowniczą ze stycznikami i falownikami. Falowniki zastępują dawne sterowanie dwubiegowe: pozwalają płynnie ruszać i hamować, ograniczają bujanie ładunku i odciążają przekładnie. Operator steruje suwnicą z kasety zawieszonej na przewodzie, z kabiny albo za pomocą sterowania radiowego, które daje swobodę wyboru miejsca, skąd najlepiej widać ładunek.
Zabezpieczenia w budowie suwnicy: łapy oporowe, zderzaki i wyłączniki
Elementy bezpieczeństwa dzielimy na elektryczne, które zatrzymują ruch przed niebezpieczną sytuacją, i mechaniczne, które ograniczają skutki, gdy elektryka zawiedzie.
Do zabezpieczeń elektrycznych należą wyłączniki krańcowe podnoszenia, jazdy wózka i jazdy suwnicy, które zatrzymują mechanizm przed skrajnym położeniem. Ich uzupełnieniem jest ogranicznik udźwigu - blokuje podnoszenie, gdy ciężar przekroczy wartość nastawy, zwykle o około 10% powyżej udźwigu nominalnego.
Zabezpieczenia mechaniczne zaczynają działać wtedy, gdy elektryka zawiedzie. Zderzaki na czołownicach i wózku pochłaniają energię uderzenia, jeśli wyłącznik krańcowy nie zadziała, a odboje na końcach torowiska i dźwigara wyznaczają mechaniczny koniec drogi jazdy. Łapy oporowe, mocowane przy dolnym pasie czołownic, chronią przed skutkami pęknięcia koła lub osi: suwnica opada wtedy tylko o kilka milimetrów i opiera się na szynie.
Na suwnicach pracujących na wolnym powietrzu dochodzą zabezpieczenia przeciwwiatrowe: kleszcze szynowe lub blokady, które unieruchamiają urządzenie przy silnym wietrze. Działanie wszystkich zabezpieczeń sprawdza inspektor UDT podczas badania odbiorczego i badań okresowych, a między nimi - konserwator.
Które elementy suwnicy zużywają się najszybciej?
Wiedza o budowie suwnicy przydaje się najbardziej wtedy, gdy trzeba zaplanować przegląd lub remont. Z obserwacji urządzeń, które serwisujemy, wynika, że elementy zużywają się w dość przewidywalnej kolejności.
Najwcześniej uwagi wymagają lina i hamulec mechanizmu podnoszenia. Lina traci przekrój przez ścieranie i pęknięcia drutów, szczególnie na odcinku, który najczęściej pracuje na krążkach. Okładziny hamulca ścierają się przy każdym zatrzymaniu, a w suwnicach bez falownika - szybciej, bo hamowanie jest gwałtowne.
Drugą grupą są koła jezdne i szyny. Zużycie obrzeży po jednej stronie suwnicy prawie zawsze oznacza problem z geometrią toru, a nie z samymi kołami. Wymiana kół bez korekty torowiska daje efekt na kilka miesięcy. Dopiero pomiar i rektyfikacja szyn usuwają przyczynę.
Trzecią grupą są zderzaki gumowe, które z czasem twardnieją i pękają, oraz przewody firanki kablowej. Konstrukcja nośna - dźwigary i czołownice - przy prawidłowej eksploatacji wytrzymuje dziesięciolecia. Dlatego suwnicę z 1953 roku można przywrócić do pracy, wymieniając napędy, elektrykę i sterowanie, co pokazuje modernizacja suwnic w dużych zakładach przemysłowych.
